Федеральное агентство Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Северо-Западный государственный заочный

Технический университет

КУРСОВАЯ РАБОТА

разработка топологии и технологии изготовления бескорпусной тонкопленочной микросборки.

Выполнил:	студент	Красовский Д.О.
	курс	третий
	факультет	радиоэлектроники
	специальность	210106.65
	шифр	31 - 0295
Проверил:	д-р тех. наук	Васильев Ю.Г.

Представительство СЗТУ

г. Кандалакша

2007 Г. Содержание

1. Задание на курсовую работу 4

2. Схемотехнические данные и используемые материалы 4

2.1 Схема микросборки, электрические и эксплуатационные данные 4

2.2 Материалы, используемые для разработки микросборки 5

2.3 Технологические требования и ограничения 6

3. Разработка коммутационной схемы соединений 7

1. Задание на курсовую работу

Разработать на основе тонкопленочной технологии топологию и технологию изготовления бескорпусной интегральной микросборки, представляющей собой два параллельно включенных Т-образных четырехполюсника. Выбор варианта курсовой работы произвести из приведенных ниже исходных данных.

2. Схемотехнические данные и используемые материалы

Микросборка (МСБ) - микроэлектронное изделие, выполняющее определенную функцию и разрабатываемое для конкретной радиоаппаратуры с целью обеспечения комплексной микроминиатюризации последней. МСБ используются в радиоаппаратуре различного функционального назначения в качестве субблоков, блоков и отдельных устройств. В качестве основания в МСБ применяются в основном керамические или ситалловые подложки, на которых формируется пленочная конфигурация микросборки и устанавливаются различные компоненты (диоды, транзисторы, микросхемы и т.д.). По технологии изготовления МСБ не отличаются от пленочных и гибридных микросхем.

Исходными данными для разработки топологии МСБ являются:

• схемотехнические данные: электрическая схема и электрические данные;

• эксплуатационные данные и требования;

• технологические требования и ограничения;

• конструктивные данные и требования.

2.1 Схема микросборки, электрические и эксплуатационные данные

Электрическая схема МСБ изображена на рис. 1 и представляет собой два параллельно включенных Т-образных четырехполюсника. Первый состоит из двух резисторов R₁ и конденсатора C₂, а второй – из двух конденсаторов C₁, представляющих собой плечи четырехполюсника, и резистора R₂.

рис. 1

Исходные электрические и эксплуатационные данные и материалы приведены в табл. 1.1…1.5

табл. 1.1

Исходные данные
Предпоследняя цифра шифра	9
R1,кОм	13,8
R2,кОм	6,9
Кол-во МСБ на подложке	1
Последняя цифра шифра	5
С1,пФ	2400
С2,пФ	4800
Рабочее напряжение конденсатора Uр, В	18
Материал диэлектрика конденсатора	Al2O3
Мощность рассеяния резисторов Рi, мВт	12
Материал резисторов	Ta2N
Допуски на номиналы резисторов и конденсаторов	δRi = δCi = ± 10%
Погрешности
Погрешность воспроизведения поверхностного удельного сопротивления s, %	2
Погрешность сопротивления контактов Rк, %	2
Погрешность воспроизведения удельной емкости Co, %	2
Эксплуатационные данные
Интервал рабочих температур , 0С	- 30…+30
Время эксплуатации t, ч.	103

2.2 Материалы, используемые для разработки микросборки

табл. 1.2

Характеристики материалов пленочных резисторов
Материал резистора	Нитрид тантала (Та2N)
Материал контактных площадок	Та
Удельное поверх­­­но­стное сопротивление S, Ом/□	200
Температур­ный коэф­фициент сопротив­­­ления TKR, 1/град	0
Удельная мощность рассеяния Р0, Вт/см2	3
Коэффициент старения резистора КстR, 1/ч.	0,210-5
Способ нанесения пленок	Катодное распыление
Характеристики материалов пленочных конденсаторов
Материал диэлектрика	Окись алюминия (Al2O3)
Материал обкладок	Алюминий+никель
Диэлектрическая проницаемость  на частоте 1кГц	8
Удельная емкость С0, пФ/см2	(3…4)104
Тангенс угла диэлектри­ческих потерь tg на частоте 1кГц	0,3…1
Температур­ный коэффициент емкости ТКС, град-1	(3…4) 10-4
Электрическая прочность Епр, В/см	5106
Коэффициент старения емкости КстC, 1/час	10-
Способ нанесения пленок	Реактивное распыление, анодное окисление

табл. 1.3

Характеристики материала подложки
Материал	Ситалл СТ50-1
Класс чистоты обработки	13…14
Температурный коэффициент линейного расширения ТКЛР (х107) при Т=20…3000С, 1/град	502
Коэффициент теплопроводности, Вт/(м  0С)	1,5
Диэлектрическая проницаемость при f=1МГц и Т=200С	5…8,5
Тангенс угла диэлектрических потерь tg (х104) при f=1МГц и Т=200С	20
Объемное удельное сопротивление V при Т=250С, Омсм	-
Электрическая прочность Епр,	-

Материал для контактных площадок и проводников необходимо выбрать такой, чтобы:

1. Обладал высокой адгезией с подложкой.

2. Обеспечивал необходимую проводимость электрического тока.

3. Должен быть: химически инертным, стабильным.

Всеми перечисленными выше свойствами обладает алюминий с подслоем нихрома. Подслой нихрома обеспечивает особо прочное соединение с подложкой и последующими слоями, слой алюминия обеспечивает высокую проводимость, химическую инертность и стабильность.

табл. 1.4

Характеристики тонкопленочных проводников и контактных площадок
Материал подслоя	нихром Х20Н80
Толщина подслоя, мкм	0,01…0,03
Материал слоя, мкм	алюминий А97
Толщина слоя, мкм	0,3…0,5
Удельное поверхностное сопротивление S, Ом/□	0,06…0,1
Рекомендуемый способ контактирования внешних выводов	Сварка сдвоенным электродом

Материал для защиты элементов выбирается по электрической прочности. Он должен обладать низким ТКС, малым tg и большим объемным сопротивлением. В соответствии с вышеизложенными требованиями выбираем моноокись кремния (SiO).

табл. 1.5

Характеристики материала, применяемого для защиты элементов
Материал диэлектрика	Моноокись кремния (SiO)
Удельная емкость С0, пФ/мм2	17
Тангенс угла диэлектрических потерь tg на частоте f =1 кГц	0,03
Удельное объемное сопротив­ление V, Омсм	1012
Электрическая прочность Епр, В/см	3106
Температурный коэффициент емкости ТКС при Т=-60…85С,1/град	510-4